( 0,7 pontos) A decomposição térmica do etano em etileno, metano e hidrogênio ocorre conforme o seguinte mecanismo:
Deduza a expressão de taxa para formação do etileno em função da concentração de etano.
Passo 1
O enunciado dá o ciclo de reação em cadeia para a decomposição térmica do etano
e pede a taxa de formação do etileno
em função de
. Vamos usar a hipótese de estado estacionário para os radicais
,
e
, definindo constantes de velocidade
para as etapas 1 a 5, e então calcular
onde
e
são, respectivamente, as velocidades das etapas que formam
.
Passo 2
Aplicando estado estacionário a
: produção pela etapa 1 e consumo pela etapa 2:
Logo
Passo 3
Estado estacionário para
: produção na etapa 2 e consumo nas etapas 3 e 5:
Substituindo
:
Passo 4
Estado estacionário para
: produção na etapa 3 e consumo na etapa 4:
Logo
Passo 5
A taxa de formação do etileno é
Substituindo
e
encontramos